Полупроводниковое реле Советский патент 1981 года по МПК H03K17/00 

1

Изобретение относится к автоматике и предназначено для контроля предельных значений переменного тока.

Известно полупроводниковое реле, содержащее однопереходный транзистор первая ; база которого через первичную обмотку трансформатора подк.пючена к минусовой клемме источника питания к которой через первый конденсатор подключен эмиттер транзистора, подключенный через параллельно соединенные встречно направленные диоды к средней точке резисторного делителя напряжения, параллельно нижнему плечу которого подключен второй конденсатор и источник контролируемого сигнала 1.

Однако известное реле не позволяет контролировать переменный ток незначительной величины.

Известно также полупроводниковое реле, содержащее однопереходный транзистор, эмиттер которого через первый конденсатор соединен с минусовой клеммой источника питания, к которому подсоединен резисторный делитель напряжения, параллельно одному плечу которого подключен второй конденсатор, первая база однопереходного транзистора подключена к управляющему электроду тиристора, через который к источнику питания подключена обмотка исполнительного аппарата, и источник контролируемого сигнала, подключенный одним выходом к средней точке делителя напряжения 2 .

Однако данное устройство не обеспечивает достаточной точности при

0 контроле переменного тока незначительной величины, например переменного, тока нулевой последовательности.

Цель изобретения - повышение точности контроля предельного значения

5 переменного тока.

Для достижения этой цели в полупроводниковое реле, содержащее однопереходный транзистор, эмиттер которого через первый конденсатор сое0динен с минусовой клеммой источника питания, к которому подсоединен резисторный делитель напряжения, параллельно одному плечу которого подключен второй конденсатор, первая

5 база однопереходного транзистора подключена к управляющему электроду тиристора, через который к источнику питания подключена обмотка исполнительного аппарата, и источник

0 контролируемого сигнала, подключенный одним выводом к средней точке делителя напряжения, введены второй делитель напряжения и встречно включенные стабилитроны, подсоединенные параллельно источнику контролируемого сигнала, второй вывод которого соединен с эмиттером однопереходного транзистора, а вторая база этого транзистора подключена к рредней точке второго делителя напряжения. . : На чертеже приведена принципиальная электрическая схема полупроводникового реле.

Полупроводниковое реле содержит однопереходный транзистор 1 с конденсаторами 2 и 3 в цепи эмиттера, первый делитель напряжения на резисторах 4 и 5, подключенный к источлику питания постоянного тока, образованному балластным конденсатором 6, выпрямительным мостом 7, стабилитроном 8 и конденсатором 9 фильтра, источник контролируемого сигнала, образованный, например, трансформатором 10 тока нулевой последовательности, вторичная обмотка которого соединяет эмиттер.транзистора 1 со средней точкой резисторного делителя напряжения 4 и 5. Параллельно выходным клеммам источника контролируемого сигнала, вторичной обмотке трансформатора 10 тока подсоединены встречно включенные опорные диоды 1 и 12. Первая база транзистора 1 через резистор 13 соединена с минусом источника питания, а непосредственно - с управляющим электродом тиристора 14, анод которого через обмотку исполнительного аппарата 15 подключен к плюсовой клемме источника питания - к обкладке положительно заряженного конденсатора 9 фильтра.

Вторая база транзистора 1 подключена к положительному выводу потенциометра 16, образующего с резистором 17 второй делитель напряжения. Параллельно резистору 5 подключен конденсатор 18. Размыкающие контакты 19 исполнительного аппарата (реле) 15 включены, например, в цепь коммутационного аппарата 20 (магЬитного пускателя, автоматического выключателя и т.п.), через контакты 21 которого подсоединены к сети с глухозаземленной нейтралью электроустановки. В качестве обмотKJ% исполнительного реле может быть включена обмотка расцепителя автоматического выключателя. При значении контролируемого тока нулевой последовательности,меньше заданного,напряжение на выходе трансформатора 10 невелико. Если эначение контролируемого тока увеличится, увеличивается и индуктируемое во вторичной обмотке трансформатора 10 напряжение, которо складывается с напряжением, падающим на резисторе 5 делителя напряжения.

Полупроводниковое реле работает следующим образом.

При нажатии на кнопку 22 одновременно с подачей питания на катушку магнитного пускателя 20 и подключе. нием к сети через контакты 21 элек(Троустановки подается напряжение на источник питания, образованный балластным конденсатором 6, выпрямительным мостом 7, стабилитроном 8 и конденсатором 9 фильтра. При этом денсатор 2 будет заряжаться до напряжения, подающего на резисторе 5 и равного напряжению на параллельно подключенном конденсаторе 18, близкого по величине порогу срабатывания

5 однопёреходного транзистора 1. Когда в контролируемой цепи появляется ток нулевой последоват.ельности (например ток утечки), равный или больший тока уставки, напряжение, возникающее во вторичной обмотке трансформатора TCiKa 10, складывается с напряжением на резисторе 5 и конденсаторе 18 и превышает по величине напряжение отпирания транзистора 1.

5 Транзистор 1 открывается, пропуская через резистор 13 и подключенный параллельно ему промежуток управляющий электрод-катод тиристора 14 импульс тока разряда конденсатора 2. Реле 15 включается, размыкая свои

0 контакты 19, и коммутационный аппарат 20 отключается.

Контакты 21 обестрчивают электроустановку, а контактами 23 деблоки5 РУется катушка магнитного пускателя 20 исхема релейного устройства. Порог срабатывания транзистора 1 и, следовательно, значение тока срабатывания полупроводникового реле устанавливается при помощи потенциометра 16, к подвижному контакту которого подключена вторая база транзистора 1. Подключенные параллельно вторичной обмотке трансформатора тока встречно соединенные опорные

5 диоды при малых значениях контролируемого тока обеспечивает выделение на конденсаторе 2 максимальногоrib напряжению сигнала управления. В случае же, когда контролируемой ток

0 достигнетаварийно большого значе-. ния, например при коротком замыкании, опорные диоды пробиваются и на них иунтируется вторичная обмотка трансформатора, что исключает возникновение в ней перенапряжений. Для

защиты схемы от помех эмиттер транзистора 1 соединен со второй базой транзистора через конденсатор 3. Конденсатор 18 исключает ложные срабатывания полупроводникового реле

при включении его в сеть прежде,чем зарядится конденсатор 9 источника питания.

Проверка работы полупроводникового реле осуществляется при помощи

кнопки 24, которой яадае тся ток, превышакщий уставку его срабатывания. При нажатии кнопки 24 сигнальная ла почка 25 должна погаснуть, а коммутационный аппарат 20 отключается. Предложенное полупроводниковое реле обладает высокой точностью работы при. колебаниях напряжения питания и температуры окружающей срерц в широких пределах. Его схема проста/ высоконадежна в работе и об ладает высокой чувствительностью, что позволяет уменьшить габариты датчика тока. Все это позволяет пре ложенному реле найти широкое применение в различных устройствах автоматики, там где требуется контроль предельной величины переменного ток Формула изобретения Полупроводниковое реле, содержащее однопереходный,транзистор, эмит тер которого через первый конденсатор соединен с минусовой клеммой источника питания, к которому подсоединен резисторный делитель напря жения, параллельно одному плечу которого подключен второй конденсатор первая база однопереходного транзис 23 тора подключена к управляющему электроду тиристора, через который к источнику питания подключена обмотка иcпoлнитieльнoгo аппарата, и источник контролируемого сигнала, подключенный одним выводом к средней .точке делителя напряжения, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности контроля предельного значения переменного тока, в него введены второй делитель напряжения и встречно включенные стабилитроны, подсоединенные параллельно источнику контролируемого сигнала, второй вывод которого соединен с эмиттером одиопереходного транзистора, а вторая база этого транзистора подключена к средней точке второго делителя иапряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Недолужко И.Г. и др. Однопереходные транзисторы, М.,Энергия 1974, с.93, рис.5-30. . 2. Тиристоры, Технический справочник. Пер. с англ. Под ред. В.А.Лабунцова и др. Изд. 2-ое доп.М., Энергия , 1971, с.202, рис.8-27.